Quão rápido a Terra está se movendo pelo universo?

A velocidade realmente deve ser medida em relação a algo. Podemos medir nossa velocidade radial em relação a qualquer outro objeto astronômico de que gostemos, medindo os desvios Doppler. Mas se você quiser saber nossa velocidade “em relação ao Universo como um todo” em vez de em relação a qualquer objeto, temos que ter um pouco de cuidado para definir nossos termos.

Porque o Universo parece ser aproximadamente homogêneo e isotrópico, faz sentido definir um “quadro de repouso” em qualquer ponto. (Os quadros restantes em pontos diferentes estão se movendo em relação uns aos outros – isso é o que significa dizer que o Universo está se expandindo.) Este “quadro de repouso” é essencialmente o quadro em que as coisas ao redor desse ponto parecem estar movendo-se isotropicamente (o mesmo em todas as direções). Na prática, a melhor maneira de definir esse quadro de repouso é encontrar o quadro em que o fundo de micro-ondas cósmico parece o mesmo em todas as direções (não tem momento de dipolo, para ser preciso). neste quadro, o grupo local de galáxias está se movendo a cerca de 600 km / s (a Wikipedia fornece números precisos e provavelmente citações que estou com preguiça de procurar ).

As pessoas às vezes se preocupam se a existência de um “quadro de repouso” preferido desse tipo está em conflito com o princípio da relatividade. A resposta é que não é. Existem algumas maneiras de ver por quê. Uma é observar que o princípio da relatividade diz que as leis da física não têm quadros preferenciais, mas soluções específicas para as leis podem ter quadros preferidos. Outra maneira de colocar isso, que eu prefiro, é que o “quadro de repouso” que usamos na cosmologia é simplesmente o quadro do centro de momento de um grupo de partículas ( ou seja, os fótons CMB em nossa vizinhança). Em outros contextos, não estamos surpresos ou preocupados com o fato de que um monte de partículas tem um quadro de repouso, então por que devemos nos preocupar com isso aqui?

Comentários

• em relação ao seu link para a Wikipedia , duas velocidades distintas são relatadas, a saber, 371km / se 627km / s, um da Terra e outro da Galáxia (?), ou é apenas um erro de digitação no artigo? (Eu entendo que a Terra se move em relação à Galáxia, só quero ter certeza)

A Terra está se movendo 30 km / s em torno do Sol e em relação ao Sol. O Sol está orbitando o centro de nossa galáxia, a Via Láctea, a uma velocidade de cerca de 200-250 km / s. Nossa galáxia está se movendo relativamente ao Grupo Local onde orbita e o Grupo Local cai em direção ao Aglomerado de Galáxias de Virgem.

No entanto, as duas últimas velocidades são pequenas em relação à velocidade do Grupo Local em relação ao fundo de micro-ondas cósmico, a aproximação mais próxima do “quadro certo” que a cosmologia pode oferecer: o Grupo Local está se movendo 600 km / s em relação ao fundo de micro-ondas cósmico. Isso é 0,2% da velocidade da luz.

De qualquer forma, é importante reconhecer que todas as velocidades são relativas, todos os observadores que se movem a velocidades constantes em relação uns aos outros podem usar as mesmas leis da física (o princípio da relatividade) e a microonda cósmica o fundo é tão fraco que não quebra a democracia entre vários referenciais de maneira significativa.

Sistema solar está se movendo a $ 368 \ pm 2 $ km / s em relação ao fundo de microondas na direção da constela ção Leo.

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• Esta é a maneira que eu estava lidando com a pergunta, mas é importante observar que o CMB faz não definir algum quadro especial de referência. Simplesmente identificável.
• O CMB é um tanto especial porque não permite que corpos e partículas se movam a velocidades próximas à da luz: em altas velocidades, a radiação relíquia exerce pressão suficiente, reduzindo a velocidade do corpo. Portanto, você nunca encontrará um planeta ou uma estrela se movendo a velocidades próximas à velocidade da luz. Isso torna verdadeiro o princípio ‘ de Aristóteles (que afirma que qualquer corpo em movimento parará mais cedo ou mais tarde), embora ele o tenha derivado de suas experiências com a Terra ‘ s atmosfera.
• @Anixx, ótimo ponto. Nunca pensei nisso dessa forma.

Primeiro você precisa pensar sobre o que entende por espaço .O conceito de quão rápido você está se movendo pelo universo soa como se você estivesse assumindo um espaço absoluto como imaginado por Newton, em vez de um espaço relacional como promovido por Leibniz. Assim, conforme formulado, parece que você precisa de um espaço-tempo de fundo absoluto, o que não é o caso da relatividade especial. O espaço descrito por referenciais inerciais em áreas de pequena curvatura costuma ser usado como “espaço de fundo” e, como diz Ted, descreve um espaço isotrópico e homogêneo. O movimento é apenas relativo a outros quadros inerciais e, se você escolher um quadro de repouso, deverá definir um você mesmo.

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• @ dmckee- sim, aquela nota sobre o CMB não definir uma moldura especial foi o que eu quis dizer com minha última frase, mas é um bom lugar para escolher. Acho que a discussão entre os teóricos das cordas e os defensores do espaço discreto lqg, de certa forma, remonta a Newton e Leibniz com Newton ‘ s espaço de fundo contínuo e Leibniz ‘ espaço relacional discreto.

A Terra gira, a Terra orbita o Sol, o Sol orbita a galáxia, a galáxia está se movendo e o universo está se expandindo. Quão rápido a Terra está se movendo pelo universo? A velocidade tem que ser medida em relação a algo, então onde está o ponto de relação no universo? Se houver algo como o centro do universo muito além do nosso universo observável, isso pode ser usado como um ponto de medida. Não sabemos se o centro do universo existe, mas se existir, todo o universo poderia girar em torno de seu centro e a aceleração centrípeta poderia fazer com que ele se expandisse, e poderíamos ter acelerado a expansão do universo sem este misterioso energia escura que é a explicação mais popular hoje. Se houver algo como um campo de Higgs que faz massa sem energia, isso também pode estar relacionado ao centro do universo. E se algo como um Deus universal existe, ele provavelmente tem um ninho no meio.

Mas mesmo que exista tal coisa. como centro do universo, seria igualmente válido dizer que a Terra está perfeitamente parada enquanto o centro do universo está se movendo. Então, todos estaremos parados no centro de nosso próprio universo observável.

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• Acho que um universo giratório foi descartado.